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第7讲降低化学反应活化能的酶一、细胞代谢为什么离不开酶？1．细胞代谢（1）概念：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
（2）主要场所：细胞质基质。
2．酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解(见教材P77)步骤试管编号变量分析1234一H2O2浓度3%3%3%3%无关变量剂量2ml2ml2ml2ml二反应条件常温90℃FeCl3肝脏研磨液自变量剂量清水2滴清水2滴2滴2滴无关变量三气泡产生不明显少量较多大量因变量卫生香燃烧不复燃不复燃变亮复燃结论过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样；过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解速率最快（1）自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素。
（改变）（2）因变量：因自变量改变而变化的量。
（观测）（3）无关变量：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素。
（实验过程中保持一致）3．酶的催化作用机理（1）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
（2）酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。
（3）酶只起催化功能，且反应前后酶的数量和化学性质不变。
酶不能提供能量。
酶可在细胞内、细胞外、生物体外发挥作用（只要条件适宜就可发挥作用）。
（4）意义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。
4．酶是什么物质？酶本质的探究历程(连线)☆酶的本质：大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
二、酶有哪些特性？1．酶具有高效性（1）定义：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
（2）意义：使细胞代谢快速进行。
（3）曲线分析①曲线分析：酶对应曲线A ，无机催化剂对应曲线B ，未加催化剂对应曲线C(填字母)。
②结论：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
2．酶具有专一性（1）定义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
（2）探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用①实验步骤及结果试管编号12注入可溶性淀粉溶液2mL －注入蔗糖溶液－2mL 注入新鲜的淀粉酶溶液2mL 2mL 60℃水浴保温5min新配制的斐林试剂2mL2mL沸水浴煮沸1min实验现象有砖红色沉淀没有砖红色沉淀②实验结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。
高考生物《降低化学反应活化能的酶》真题练习含答案1．下列关于细胞代谢和酶的说法，错误的是()A．细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性有关B．过酸、过碱、温度过高或过低，都会使酶因空间结构被破坏而失活C．细胞中化学反应的有序进行，与酶在细胞中的分布有关D．细胞代谢是细胞生命活动的基础，而代谢的发生离不开酶答案：B解析：酶具有专一性，即每一种酶只能催化一种或者一类化学反应，细胞代谢能够有条不紊地进行与酶的专一性有关，A正确；过酸、过碱和温度过高都会使酶的空间结构遭到破坏而失活，低温使酶的活性受到抑制，但是酶的空间结构不被破坏，也不会失活，B错误；细胞中各类化学反应之所以能有序进行，与酶在细胞中的分布有关，如植物叶肉细胞，与光合作用有关的酶分布在叶绿体内，与呼吸作用相关的酶分布在细胞质基质和线粒体内，这样光合作用和呼吸作用在细胞内不同区室同时进行，互不干扰，C正确；细胞中每时每刻都进行着许多生化反应，统称为细胞代谢，细胞代谢离不开酶的催化，D正确。
2.如图表示某化学反应过程中，生成物的量与时间的关系，图中a、b、c三条曲线不能反映下列哪种因素对生成物的量的影响()A．不同的温度B．不同的pH值C．不同的底物浓度D．不同的酶浓度答案：C解析：题图中a、b、c三条曲线不能反映不同底物浓度对生成物的量的影响，因为随着底物浓度的增加，生成物的量将逐渐增多。
3．酶和无机催化剂加快某化学反应的机理如图所示(E a、E b、E c为活化能，指底物分子“活化”所需的能量)。
下列叙述正确的是()A．该化学反应为吸能反应B．没有催化剂，该化学反应不能发生C．酶和无机催化剂均降低了底物分子的能量D．由图中E b与E c比较可知，酶具有高效性答案：D解析：由题干和曲线图可知，产物的能量比底物的低，说明此反应为放能反应，A错误；结合图可知，无催化剂该化学反应也能进行，B错误；由图可知，催化剂之所以能够加快反应速率，是降低了反应所需的活化能而不是底物分子的能量，C错误；由图可知，与无机催化剂相比，酶降低反应所需活化能的作用更明显，D正确。
降低化学反应活化能的酶教学设计－精品完整版本教学设计将以降低化学反应活化能的酶为主题，为学生深入了解酶的功能和机制，加深对生物化学的理解和认识。
一、教学目标1.了解酶的概念和分类。
2.了解化学反应和活化能的基本概念。
4.认识生物中常见的降低化学反应活化能的酶，并掌握它们的功能和作用。
二、教学内容3.酶如何降低化学反应的活化能。
三、教学方法1. 观察实验：通过观察实验现象，引出酶的相关知识。
2. 讲述教学：通过讲述，解释酶的基本概念和作用。
3. 互动讨论：通过教师引发讨论的方式，让学生思考，加深对酶的理解和认识。
4. 示范实验：通过对实验的演示，加深对酶的认识和理解。
四、教学步骤1. 导入环节：（10分钟）展示一个生物系统中的实验现象，然后引领学生思考，探讨为什么生物系统中会出现这种现象。
2. 讲授酶的概念和分类：（20分钟）通过PPT等教学辅助工具，讲解酶的基本概念和分类。
通过讲述和实例，解释酶如何降低化学反应的活化能，并引发学生的思考和互动讨论。
5. 示范实验：（30分钟）对本次课程所学内容进行总结，并让学生思考有哪些应用领域可以利用酶来降低化学反应的活化能。
五、教学媒体、资源和器材1.幻灯片，实验器材（试管，量筒，搅拌器等）2.相关大众读物、文献及互联网资源。
六、课后作业1.阅读相关课程材料，回顾和巩固本节课程的知识点。
3.准备一个简要的演讲，介绍自己查找的降低化学反应活化能的酶，并列举相关的应用领域。
七、教学评价1.在课堂上，教师通过讲述、示范和互动讨论等多种方式，让学生全面了解酶的功能和机制。
2.通过示范实验，让学生亲身感受酶降低化学反应活化能的过程。
3.通过查找、整理和演讲等方式，学生在课后深入学习和探索了酶的相关知识，扩宽了知识面，提升了应用水平。
4.通过本节课的学习，使学生进一步了解了酶在生物学和化学中的重要作用，提升学生对生物化学的兴趣。
第11课时降低化学反应活化能的酶课标要求说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素(如pH和温度等)的影响。
考情分析1.酶的作用、本质和特性2022·湖南·T32022·重庆·T72.影响酶促反应速率的因素2023·广东·T12021·海南·T112020·北京·T43.酶的相关探究实验2022·全国乙·T42022·广东·T132021·湖北·T21考点一酶的作用和本质1．酶的催化作用的实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)过程及结果(2)分析结果与得出结论(3)实验过程的变量及对照分析2．酶的催化作用机理(1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
(2)酶催化作用的原理：降低化学反应的活化能。
(3)意义：使细胞代谢能在温和条件下快速有序地进行。
3．酶本质的探究历程(连线)4．酶的本质和作用判断正误(1)酶能提高化学反应的活化能，使化学反应顺利进行(×)提示酶的作用机理是降低化学反应的活化能。
(2)酶能催化H2O2分解，是因为酶使H2O2得到了能量(×)提示酶不能为化学反应提供能量。
(3)酶在反应完成后立即被降解成氨基酸(×)提示酶分子在催化反应完成后仍可再发挥催化作用，而不是立即被降解。
(4)酶在细胞内、内环境和体外都能发挥催化作用(√)(5)胃蛋白酶发挥作用时伴随着ADP的生成(×)提示胃蛋白酶可以分解蛋白质，蛋白质的水解不消耗ATP，不会伴随着ADP的生成。
(6)酶是在核糖体上合成的生物大分子(×)提示绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，RNA不在核糖体上合成。
考向一酶的作用和本质1．如图是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验。
2024年高考生物复习专题模拟精练及真题演练—降低化学反应活化能的酶1．（2023·山东日照·统考三模）有关探究温度或pH对酶活性影响的实验，下列叙述正确的是（）A．探究酶的最适温度实验中需要设计空白对照B．探究pH对酶活性的影响时，底物的量应保持充足C．探究酶的最适pH时，应设置过酸、过碱、中性三组D．探究酶的最适温度时，进行预实验可以减小实验误差【答案】B【分析】一般用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。
【详解】A、探究酶的最适温度实验中设置不同的温度梯度进行比较，不需要设计空白对照，A错误；B、探究pH对酶活性的影响时，底物的量应保持充足，防止由于底物不足导致无法准确测得各组的反应速率，B正确；C、探究酶的最适pH时，应设置过酸、过碱、最适pH三组，C错误；D、探究酶的最适温度时，进行预实验可以帮助设置更小的温度梯度，但不能减小实验误差，D错误。
故选B。
2．（2023·湖南郴州·高一统考学业考试）下列对酶实验的相关叙述，错误的是（）A．探究酶的专一性，可以选择不同底物作为自变量B．探究酶的高效性，可用无机催化剂和酶作相互对照C．探究酶作用的适宜pH，要先控制pH再将酶和底物混合D．探究温度对酶活性的影响，可用过氧化氢和过氧化氢酶进行实验【答案】D【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。
【详解】A、探究酶的专一性时，自变量可以是酶的种类，也可以是底物的种类，A正确；B、酶的高效性是和无机催化剂相比较而言的，因此如果探究酶的高效性，可用无机催化剂和酶作相互对照，B正确；C、酶具有高效性，探究酶作用的适宜pH，应先将底物和酶达到环境所处的pH，再将相同pH条件下的酶和底物混合，C正确；D、探究温度对酶活性的影响，不宜选用过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料。
因为过氧化氢常温常压下就能分解，加热条件下会分解更快，从而影响实验结果，D错误。
第四单元细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶课标要求1、能力要求1、通过研究科学家对酶本质的探索历史，认同科学发展的普遍规律2、进行有关实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量变化以及设置对照组和重复实验。
(实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解，探究影响酶活性的条件)3、正确解读坐标数据图表，分析影响酶活性的各种因素（温度、pH、酶的浓度、反应物浓度）2、内容要求1、了解酶发现过程中的经典实验，理解酶的概念和本质2、分析比较酶与无机催化剂的不同，理解酶在细胞代谢中作用3、理解酶在细胞代谢中的特性(高效性及需要适宜的条件)4、影响酶活性的条件知识网络体系重难热点归纳 1.酶的概念及其理解内涵：活细胞产生的具有生物催化作用的有机物外延：绝大多数酶是蛋白质，因此酶的合成受基因控制，可以在核糖体上合成；有些酶在细胞内，有些酶在细胞外起作用。
2.酶与无机催化剂的异同？相同点：在催化某一反应时，都能显著降低反应是的活化能，提高反应速率，反应前后本身性质无变化。
不同点：酶具有无机催化剂所不具备的高效性、专一性，并且酶促反应需要温和的条件。
结论：酶是一种特殊的生物催化剂。
3. 酶的命名规律酶的种类繁多，根据其催化反应的方向大体可以分为合成酶（如：ATP 合成酶、DNA 连接酶、RNA 聚合酶）和分解酶（如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、肽酶）两大类，酶的命名一般是依据其催化的底物定的。
4．人体消化道各段的消化酶及相应的最适pH 值？口腔：唾液淀粉酶， pH ：6.8 胃: 胃蛋白酶,pH:1.5—2.2小肠:小肠液中的肠肽酶和胰液中的各种酶, pH:8—9结论：人体消化道消化物质的过程实际上也是一系列酶促反应的过程。
5．为什么温度，pH值等均能影响酶的活性？绝大多数的酶是蛋白质，过酸，过碱和高温都能使蛋白质分子空间结构破坏(除肽键以外的其它化学键的断裂)，从而引起蛋白质分子变性，使酶永久失活，但低温只是使酶活性下降，适宜的温度下，酶活性可以恢复。
经典例题剖析1．将4片等重的牛肉分别置于下列等量的不同消化液中，消化速度最快的是（）A．20mL胃液B．10mL胃液和10mL胰液C．20mL胰液 D．10mL胆汁和10mL胰液[解析]这是一道对实验结果进行预测的实验试题。
等量的胰液和胃液相比较，两者均有蛋白酶，但胰液中的蛋白酶数量比胃液多，消化能力也比胃液强。
胰液是人体内最重要的消化液，所以牛肉在20mL 胰液中的消化速度比在20mL胃液中的消化速度快；纯净胃液中的的pH值约为2，纯净胰液中的pH值约为8左右，当两者等量混合后pH 值将接近胰液的pH值，胃蛋白酶已经失去酶化能力，胰蛋白酶的催化能力几乎没有影响。
但胰液中蛋白酶的量比C选项少一半，故消化蛋白质的速率比C选项慢；在D选项中，10mL胆汁与10mL胰液等量混合后，pH值不会有大的变化，由于胆汁中无蛋白酶，所以蛋白酶的总量比D选项的少，对牛肉片的消化速度也就不如D选项快。
[答案]C2．[2001年广东河南高考题] 同一个体内的各类活细胞所含酶的（）A、种类有差异，数量相同B、种类有差异，数量不同C、种类无差异，数量相同D、种类无差异，数量不同[解析]专一性是酶的基本特性之一，每一种酶只能催化细胞内一种生化反应，一个有机体通过发育、分化，使体内细胞分化为不同的类型，各执行不同的功能。
功能不同的细胞内生化反应的种类和强度是不同的，因而催化这些反应的酶的种类和数量也不同。
[答案]B[变式训练1]关于酶生理功能的叙述，下列哪一项是正确的（）A、生物体内的化学反应提供能量 B、能加快生物体内的生化反应速度C、酶是一种高效、专一的无机催化剂D、能促进生物体内营养物质的运输[答案]B[变式训练2]在唾液淀粉酶水解淀粉的实验中，将唾液稀释10倍，与用唾液原液的实验效果基本相同，这表明酶具有（）A、专一性B、多样性C、高效性D、稳定性[解析]本题是根据实验结果进行分析的实验试题。
酶是活细胞产生的具有催化能力的蛋白质，催化性是酶的功能特征。
一般来说，在人体37℃和一定的pH值条件下，酶都具有一定的催化能力，酶只要其结构不被破坏，其活性具有相对的稳定性。
专一性和高效性是说明酶在稳定的催化作用中的两个催化特点。
在实验中“用纯唾液和用稀释10倍的唾液做实验，其效果完全相同”。
说明唾液淀粉酶的催化效率非常高，少量的酶即能达到催化的效果。
纯唾液中大量的唾液淀粉酶由于底物的限制，催化能力没有得到发挥。
[答案]C3．进入冬眠的动物体，代谢极为缓慢，最根本的原因是（）A、体内酶活性降低B、气温低C、进食少D、消耗能量少[解析]冬眠的动物是为了渡过寒冷的冬天的一种适应，直接原因是寒冷，但最根本的原因是酶活性的降低。
[答案]A基础试题训练一、选择题1. 下列条件中，不能使酶失活的是（）A、高温B、低温C、强酸D、强碱2. 在不破坏高等植物细胞正常生命活动的情况下，下列哪种物质最适于除去植物细胞的细胞壁（）A、蛋白酶B、淀粉酶C、盐酸D、纤维素酶3. 加酶洗衣粉不能用沸水溶解，这说明了酶的作用（）量A 、适于低温下催化 B 、具有高效性C 、具有专一性D 、需适宜的温度4．同一个体内的各类活细胞所含酶的： （ ）A 、种类有差异，数量相同B 、种类有差异，数量不同C 、种类无差异，数量相同D 、种类无差异，数量不同5．下列有关酶、激素、维生素的叙述，哪一项是正确的： （ ）A 、都是由活细胞产生的B 、都是蛋白质类物质C 、都有催化作用和调节新陈代谢作用D 、都是高效能物质6．【2018.江苏理综】在适宜的条件下，用含有过氧化氢酶的鲜猪肝研磨液催化过氧化氢分解，比用FeCl 3溶液催化过氧化氢分解的速度快得多，这说明与无机催化剂相比，酶具有的特性是 （ ）A 、专一性B 、多样性C 、高效性D 、适应性7、【2018.上海理综】右图为某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系，从图中不能获得的信（ ）A 、酶反应的最适温度B 、酶因热而失活C 、酶反应生成物量与时间的关系D 、酶反应速度和酶量的关系8．下图纵轴为生成物量，横轴为反应时间，其中能正确表示酶浓度增加，而其他条件不变时，生成物量变化的曲线图是(图中虚线表示酶浓度增加后的变化曲线)9．血液凝固是一系列酶促反应过程，采集到的血液在体外下列哪种温度条件下凝固最快（）A.0℃B.15℃C.35℃D.25℃10．纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是 （ ） 11.【创新预测】下列关于酶的正确叙述是：（ ）A ．活细胞产生的，在细胞内起作用B ．酶与激素的作用相同C ．酶的产生受遗传物质控制D ．在催化过程中不断被消耗12．【2018·湖南师大附中模拟】下列关于酶的特性的说法，不正确的是： （ ）A ．酶的多样性是由于构成酶的蛋白质具有多样性 B ．任何生活细胞内都有酶的存在 C ．酶缺乏症是由于基因的改变而引起的 D ． 一般地，酶的活性随着温度的升高而提高 13．【2018·石家庄质检（二）】下列有关酶的叙述中，错误的是： （ ）A．绝大多数酶的水解产物是氨基酸，有时还有其他有机分子或金属离子B．冬眠动物体内消化酶的活性水平下降C．酶参与催化反应后，其化学本质不变，因此酶本身不需要更新D.影响酶促反应速度的因素有反应物浓度、pH值、酶浓度等14．关于酶特性的实验如图1—2—6所示，取标号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四支试管各加入2mL稀淀粉糊：四支试管的颜色正确的是（）（说明:胰液和唾液中均含有可以水解淀粉的酶）A．I、Ⅱ一不变蓝Ⅲ、Ⅳ一蓝色B．I、Ⅲ一不变蓝Ⅱ、Ⅳ一蓝色C．I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均不变蓝D．I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为蓝色15．下列关于过氧化氢酶的叙述正确的是A．过氧化氢酶本质上是蛋白质B．过氧化氢酶可以在条件适宜的情况下被蛋白酶水解C．Fe3＋和过氧化氢酶都能加速过氧化氢的分解反应D．过氧化氢酶可以使过氧化氢分解产生更多的气体。
16．下列图1—2—7中，横轴表示酶的反应条件，纵轴表示酶的反应速率。
能正确反映温度和pH与酶反应速率关系的是（）A．甲和乙 B．乙和丙C．都是甲 D．都是丁17．探索温度对酶活性影响的实验，需进行如下步骤的的操作：①取3支试管，编号并注入2mL淀粉溶液②向各试管注入1mLα－淀粉酶溶液③向各试管滴1滴碘液④将3 支试管分别放在60℃热水、沸水和冰块中维持温度5min要观察到正确的实验现象，其合理的实验顺序应为（）A．①→②→③→④ B．①→③→②→④ C．①→②→④→③D．①→④→②→③18.下列有关酶的叙述错误的是( )A.组成大多数酶的基本单位是氨基酸B.少数的酶是RNAC.每种酶都具有高效性、专—性，但不具备多样性D.酶都具有消化功能19.不能催化过氧化氧生成H2O和O2的是( )A.FeCl3中的Fe3+B.FeCl3中的Cl-C.肝脏中的过氧化氧酶D.马铃苗中的过氧化氢酶20.人体内酶和激素的共同点是( )A.都是活细胞产生的B.都来源于腺体C.都是细胞代谢产物D.只存在活细胞中21.关于酶的性质，下列表述中错误的一项是( )A.化学反应前后，酶的化学性质和数量保持不变B.一旦离开活细胞，酶就失去催化能力C.酶是活细胞产生的—类特殊有机物，其中大多数酶为蛋白质，少数为RNAD.酶的催化效率很高，但受温度、酸碱度影响22.人在发高烧时曾常常不思饮食，其根本原因是( )A.消化道内食物尚未消化B.发烧使胃肠蠕动减弱C.体内的食物残渣排出受阻D.高烧使酶的活性减弱23. (多选)表所列内容的实验中，试管内容物变成蓝色的是( )A.1 B．2 C．3 D．424. (多选) 下列哪些物质是由内质网上的核糖体合成( )A、血红蛋白B、呼吸氧化酶C、胃蛋白酶D、性激素25、(多选) 下列哪些细胞结构与酶的合成有关( )A、线粒体B、核糖体C、高尔基体D、内质网二、非选择题1．Fe3+可作为过氧化氢分解的无机催化剂，新鲜的肝脏研磨液中含有过氧化氢酶。
某同学做了两种催化剂的比较实验，实验记录如下：（1）请判断该实验记录是否正确？______________，说明理由：_________________。
(2)把点燃但无火焰的卫生香放入试管，卫生香剧烈燃烧的原因是试管中产生了。
A.氢气B.酒精C.甲烷D.氧气(3)如果肝脏放置过久，则现象有什么不同，原因是。
2. 【2018.江苏]为了研究酶的有关特性，取两支洁净的试管并编号为A、B，各注入2mL体积分数3％的H2O2溶液；再向A管滴人2滴3.5％FeCI3溶掖，向B管满人2滴质量分数20％的肝脏研磨液；堵住管口，轻轻振蔼；用点燃但无火焰的卫生香检验；观察并记录结果。
